Potansiyometre Nedir? Ne İşe Yarar Nasıl Çalışır?

Potansiyometre Nedir: Dışardan fiziksel müdahaleler ile değeri değiştirilen dirençlere denir. Potansiyometrelerin daha güçlü daha yüksek akım değerine sahip olanına reosta denir. Potansiyometreler daha çok karbon veya karbon içerikli direnç elemanlarından yapılır. Reosta ise krom-nikel direnç tellerinden yapılır.

Potansiyometre Ne İşe Yarar?

Potansiyometre devrelerde akımı sınırlamak ya da gerilimi bölmek amacı ile kullanılır. Ana direnç üzerinde gezen, döner bir mil veya doğrusal bir sürgü vasıtasıyla direnç değeri değiştirilebilir /ayarlanabilir. Potansiyometre yapı itibariyle bir dirençtir. Direnç olduğunu düşünürsek elektronik devrelerde akım ve gerilim kontrolü sağlayabiliriz (V=I.R). Ayrıca çevrilebilen fiziksel yapısından da faydalanılır. Pozisyon algılama, konum kontrolü işine de yaramaktadır. Bu sayede de pozisyon algılama sensörü görevi görürler.

• Potansiyometre (Pot olarak da adlandırılır). Ayarlama işlemi potansiyometre üzerindeki ayar kolu (şaft) aracılığıyla yapılır. Böylece  elektronik cihazlarda elektrik seviyesinin ayarlanması istenen durumda  kullanılır.
• Potansiyometrelerin daha güçlü daha yüksek akım değerine sahip olanına reosta denir.
• Potansiyometre (ayarlı direnç) bir (reosta) çeşididir.
• Potansiyometre en basit anlamı ile bir tür sürgülü dirençtir. Diğer direnç çeşitlerinden farkı direnç değeri değiştirilebilir olmasıdır.
• Sürgülü potansiyometre direnç değeri oldukça yüksektir.
• Potansiyometre; belli bir elektromotor kuvvet ile, pilin EMK ‘sını tayin etmekte kullanılır. Ayrıca direnç ve akımların ölçülmesinde de kullanılır. Potansiyometre çok duyarlıdır. Bu duyarlılıktan dolayı ampermetre, voltmetre ve ohmmetre gibi ölçü aletlerinde kullanılır. Bu ölçü aletlerinin taksimatlandırılmasında ve taksimatlı aletlerin, hatalarının tayininde de kullanılır.

Potansiyometrenin Yapısı

Potansiyometre üç ayaklıdır. Bu bacakların ikisi iç yapısında sabit, fakat üçüncü bacak ise iç yapısında hareketli bir yapıya sabittir. Bu hareketli yapı sayesinde sabit diğer iki bacaktan sürekli değişen bir voltaj çıkışı alınabilir. Ayarlı orta uç, direnç üzerinde gezinir. Direnç değerinin değiştirilmesi yoluyla gerilim bölme, başka bir ifadeyle de çıkış gerilimini ayarlar.

İki dış uç arasındaki rezistans sabit bir dirençtir. Potansiyometrenin maksimum direncidir. Bu direnç ayar kolu hareket ettirildiğinde bile değişmez. Ortadaki uç ile yanlardaki uçlar arasındaki direnç değeri 0 Ohm ile maksimum ölçüm direnci arasında değişir. Devre direncinin sık aralıklarla değiştirilmesi gereken ortamlarda kullanılır. Potansiyometre radyo vb gibi cihazlarda sesin açılıp kapanmasını sağlar.

Potansiyometre Sembolü

Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi potansiyometre devresi üç ayaklıdır.

Üç bağlantı terminali A, B, C diye adlandırılırsa,

• A-B potansiyometrenin toplam direncidir.
• C ucu gezer sürgünün bağlı olduğu uçtur.
• A-C ve C-B direnç değerleri C sürgüsünün bulunduğu konuma göre değer alır.
• A-C ve C-B direnç değerlerinin toplamı A-B direncine eşittir.
• C hareketli sürgüsü A noktasına en yakın iken A-C direnci 0 ( Sıfır ),C-B direnci de A-B direncine eşit olur.
• C sürgüsü B noktasına en yakınken C–B direnci 0 ( Sıfır ), A-C direnci de A-B direncine eşit olur.

A-B arası direnç sabittir, A-C ve B-C arası direnç ayarlanabilir.

Örneğin; Elimizde A ve B uçları arasındaki direnci 20 Ohm olan bir potansiyometre olsun.

Döner düğmenin ucunu C ucuna getirirsek A ve C uçları arasındaki direnç 10 Ohm, C ve B uçları arası direnç de 10 Ohm olur. Döner C ucunun sağına ya da soluna hareket çevrildiğinde direnç değeri değişecek ama toplamı yine 20 Ohm olacaktır.

Yukarıdaki görsel için formül;

R_AB = R_AC + R_BC     

• Direnç değeri değişimi, elle değiştirilecekse bu işlem ince ayar çubuğu yardımıyla yapılır.
• Potansiyometrelerin güçleri düşüktür. Elektronik devrelerde kullanılmaya uygundur.
• Potansiyometrelerin montajı, cihazların ön paneline yapılır.

Potansiyometre Nasıl Çalışır?

Potansiyometre (potentiometer), pasif bir elektronik bileşendir. Potansiyometreler, tek tip bir direnç boyunca kayan bir kontağın konumunu değiştirerek çalışır. Bir potansiyometrede, giriş voltajının tamamı direncin tüm uzunluğu boyunca uygulanır. Çıkış voltajı, aşağıda gösterildiği gibi sabit ve kayan kontak arasındaki voltaj düşüşüdür.

Bir potansiyometre, direncin ucuna sabitlenmiş giriş kaynağının iki terminaline sahiptir. Çıkış voltajını ayarlamak için kayan kontak, çıkış tarafındaki direnç boyunca hareket ettirilir.

Bu, aşağıda gösterildiği gibi burada bir ucun sabitlendiği ve kayan terminalin devreye bağlı olduğu bir reostadan farklıdır .

 

 

Potansiyometre Nasıl Bağlanır?

Kullanım amacına göre potansiyometre bağlantısı iki farklı yöntemle yapılır.

1-) Orta ayak kontrol edilecek noktaya ve yan ayaklar iki ayrı noktaya bağlanır. Böylece iki ayrı noktanın elektrik seviyesi kontrol edilebilir. Şekilde kullanım örneği   gösterilmektedir.

İki ayrı noktanın gerilim seviyesini değiştirmeyi sağlayan bağlantı yöntemi

2-) Yan ayaklardan biri ile orta ayak birleştirilir. Böylece iki ayaklı ayarlanabilir bir direnç elde edilir. Bu durumda potansiyometre seri bağlı sabit değerli bir direnç kullanılmalıdır. Aksi durumda potansiyometre direnci 0 ohm’a çekildiği zaman bağlı olduğu noktadan çok yüksek akım geçebilir. Şekilde kullanım örneği gösterilmektedir.

İki yan ayağı arası ayarlanabilir direnç

Potansiyometre Çeşitleri

Başlıca potansiyometre çeşitleri şunlardır;

• Lineer Potansiyometre
• Logaritmik Potansiyometre
• Çok Turlu Potansiyometre

Lineer Potansiyometreler

Doğrusal bir düzlem üzerine monte edilmiş direnç çeşididir. Lineer potansiyometreler de direnç değeri doğrusal olarak değişir. Potansiyometre milinin çevrilme açısına göre aşağıdaki şekildeki gibi direnç değeri 0′ dan itibaren doğrusal bir şekilde artar. Bu artış ile elektronik bir devrede doğrusal bir şekilde voltaj kontrolü sağlanabilir. Doğrusal potansiyometre de şaft dönüşü ile direnç değişim yüzdesi eşit aralıklarla artıp azalır.   Resimde lineer sistemli bir potansiyometre iç yapısı görülmektedir. Alt grafikte ise potansiyometrenin hareketli milinin pozisyonuna göre çıkışı görülmektedir.

Logaritmik (Dairesel) Potansiyometreler

Dairesel bir düzlem üzerine montajı yapılmış bir direnç çeşididir. Lineer potansiyometre çeşidinden farkı direnç değeri logaritmik bir düzen de artmaktadır.

Logaritmik potansiyometreler de direnç değişimi şaftın dönme açısıyla doğru orantılı değildir. Anti-logaritmik ve logaritmik olarak iki çeşittir.

Şekilde görülüğü logaritmik potansiyometreler de mili çevirirken 180°’ye kadar şaft değişimine oranla direnç değişimi düşüktür. 180°’den sonra büyüktür. Anti-logaritmik potansiyometrelerde ise önce direnç değişim büyük, sonra direnç değişimi düşüktür.

Çok Turlu Potansiyometreler

Belli bir dönüş mesafesi olmayan potansiyometredir. Bunun dışında direnç ayarının kademeli olarak yapıldığı potansiyometreler vardır. Çok turlu potansiyometrelerde, her 360° bir turdur. Hassas ayar yapılan ortamlarda kullanılır. Tur sayısı artarsa hassasiyette artar.

Kullanım Amaçlarına Göre Farklı Çeşitte Potansiyometreler Vardır:

Stereo Potansiyometre 

Normal bir dairesel potansiyometre gibi dönen bir mile sahiptir. Stereo potansiyometrenin yapısal olarak diğerlerinden farkı 6 adet bacağa sahip olmasıdır. Tek bir mil ile iki adet potansiyometre kontrol edilebildiği düşünülebilir. 6 bacak da ayrı ayrı kontrol edilebilir. Bu dirençlerin özelliği hassas direnç ayarlaması sağlayabilmeleridir. Ses devrelerinde kullanılırlar.

Anahtarlamalı Potansiyometre

Direnç seviyesi belli bir noktaya geldikten sonra Off konumuna geçer. Yine o seviyeye çıkarılınca da On konumuna geçerler. Bu nedenle bir anahtarlama elemanı görevi görürler.

Trimmer Potansiyometre 

Bir diğer adı Trimpot‘ tur. Bir defa ayarlanıp bir daha ayara ihtiyaç duyulmayan devrelerde kullanılırlar.

İpli Encoder ve Potansiyometre

Potansiyometre paslanmaz çelik bir halat ve bu halatın sarılı olduğu bir makaraya bağlanır. Halatın açılma miktarına göre elektriksel sinyal verir. Böylece mesafe ölçümü yapar. Potansiyometre 4-20mA, 0-10V, SSI, Encoder, Can bus, Profibus gibi çıkışları olan modelleri vardır.

İpli enkoder ‘ler özellikle adetli kullanımlarda uygun fiyatlı ve kaliteli çözüm olmaktadır. Çok telli, sarmallı ve ince paslanmaz çelik ipi sayesinde bükülmeden ve kırılmadan uzun süre kullanım olanağına sahiptir. İpli encoderlerin montajı çok kolaydır. Potansiyometre çıkış ve encoder çıkışı opsiyonu birçok farklı uygulama da çözüm sunabilir.

Slider Potansiyometre (Kızaklı Potansiyometre)

Düz bir direnç malzemesi üzerinde kayan bir kızak bulunur. Kızaklı potansiyometreler çoğunlukla radyolarda kullanılır.

Vidalı Potansiyometre

Vidalı potansiyometrede, sonsuz vida ile meydana gelen direnci taramaktadır. Direncin üzerinde hareket eden bir fırça, kalın film (Cermet) yöntemiyle direnci tarar. Fırça potansiyometrenin orta ayağına bağlıdır. Orta ayak üzerinden istenilen değerde çıkış alınır. Ayrıca çok hassas ayarlanabilmektedir.

Dijital Potansiyometre; detaylı bilgi için tıklayınız

Potansiyometre Kullanım Alanları

Voltaj Kontrolü: Potansiyometre elektrik ve elektronik devrelerde voltaj kontrolü amacı ile kullanılır. Bununla beraber gerilim bölücü olarakta kullanılmaktadır. Dimmer devreleri ve basit motor kontrol devreleri buna örnek gösterilebilir.

Akım kontrolü: Elektronik devrelerde akım kontrolü, akımların ölçülmesi amacıyla da kullanılmaktadır.

Pozisyon algılama: Potansiyometre pozisyon algılama sensörü olarak ta kullanılabilir. Ama bu halde hassas bir ölçüm için başka bir elektronik devre ile kontrol edilmelidir. Potansiyometre imalatı üretici firmalar tarafından ihtiyaca göre imal edilmektedir.

Elektronik potansiyometre şu amaçlar için kullanılırlar;

• Ön ayar için
• Genel amaçlı kontrol için
• İnce ayarlı kontrol için

Potansiyometrenin Avantajları

• Diğer voltaj ayarlama için kullanılacak elemanlara oranla düşük maliyetlidir. Potansiyometre fiyatları daha ucuzdur.
• Potansiyometrenin kullanımı kolaydır.
• Kullanım amacına göre teknoloji açısından kolay anlaşılabilir durumdadır.

Potansiyometrenin Dezavantajları

• Kullanımdan dolayı iç parçalarında zamanla aşınmalar oluşmaktadır. Potansiyometrenin hassasiyeti düşüktür.
• Yenilenme özelliği düşüktür.
• Sınırlı Frekans Cevabı; (Bir devrenin herhangi bir frekans spektrumundaki kazancının grafiğe dökülebilmesidir. Hangi frekansta ne kadar kazanç olduğunun bilinmesidir).

Potansiyometre Nasıl Kullanılır?

Potansiyometreler;

• Elektrikli ocaklarda,
• Ses devrelerinde volum kontrolünde,
• Bass kontrolünde,
• Sensörlü devrelerde hassasiyet ayarında,
• Dimmer devrelerinde lambaların parlaklık ayarlarında,
• Güç kaynağı devrelerinde gerilim-akım ayarlaması uygulamalarında kullanılır.

Örnek: şekildeki devrede potansiyometre ile triyak üzerinden lambanın veya ısıtıcının kontrolü yapılıyor. Bu devre yalnız reosta ile de yapılabilir.  Fakat güç kayıpları çok daha fazla olacaktır. Genel olarak potansiyometrelerin orta uçlarında bir sabit direnç kullanılır.

Bu sayede lineer potansiyometre logaritmik potansiyometre gibi de kullanılabilir.  Potansiyometreler ADC (anolog digital çeviren devreler) de de giriş elemanı olarak kullanılabilir. Sıcaklık, hareket gibi bilgileri için de kullanılabilir.

Potansiyometre Fiyatları

Potansiyometre fiyatları çeşitleri ve kullanım amacına göre değişmektedir.